Az IEC mérés anyaga letölthető RTF formátumban itt

1. IEC busz áttekintés

A PC vezérelt, IEC busz alapú SIEMENS mérőrendszer esetünkben a következő műszerekből áll: tápegység, függvénygenerátor, multiméter. Ezek az IEC buszon beszélő vagy hallgató funkciót látnak el, a PC betölti a rendszervezérlő szerepet is.

A rendszervezérlő a busz parancs módjában jelöli ki a következő adatátviteleket vezérlő beszélőt, valamint az adatokat fogadó hallgató(ka)t. A szerepek kiosztása után a vezérlő a buszt adat módba váltja. Ekkor a kijelölt beszélő küldi az adatokat a kijelölt hallgató(k) számára. Az utolsó adat átvitele után a vezérlő ismét parancsmódba kapcsolja a buszt.

A soronkívüli kiszolgálást igénylő egységek megszakítást kérhetnek, melyet a vezérlő fogad és szolgál ki. A vezérlő a megszakításkérőt a berendezések állapotbájtjának/bitjének soros vagy a párhuzamos lekérdezésével azonosítja.
 
 

Az IEC busz 16 jele a következő:
 

DIO 1..8	data I/O:	parancs, adat, cím, állapot átvitel
ATN	attention:	busz parancs/adat mód
EOI	end or identify:	utolsó adat, ill. busz parancs/adat mód
DAV	data valid:	adat érvényes, busz hand-shake /hs/
NRFD	not ready for data:	nem kész adat fogadásra, busz hs
NDAC	no data accepted:	nem kész az adat fogadással, busz hs
REN	remote enable:	távvezérlés engedélyezés
IFC	interface clear:	IEC interfészek törlése
SRQ	service request:	megszakítás kérés
GND	ground:	digitális föld

 

Minden jel TTL szintű, negatív logikában értelmezett. A buszon az adatok 7 bitesek, a 8. bit a paritás. A SRQ, NRFD, NDAC vonalakat, valamint párhuzamos lekérdezés alkalmazása esetén a DIO 1..8 vonalakat huzalozott VAGY kapcsolat kialakítására alkalmas eszközzel kell meghajtani. Minden készülék csatlakozásnál a busz vonalai a +5V-hoz 3K-val, a GND-hez 6k2-vel le vannak zárva. A megengedhető kábelhossz 2m készülékenként, ill. max. 20m. Ekkor az adatátviteli sebesség max. 250 Kbyte/s a buszon lévő készülékek sebességétől függően. A készülékek max. száma 15.
 

ATN	EOI	A buszon lévő adat értelmezése:
0	0	közönséges adat
0	1	utolsó adat
1	0	parancs
1	1	párhuzamos lekérdezésre adott állapot bitek

 

Ha ATN=1, EOI=0, akkor a buszon lévő adat parancs ill. cím, a következő tábla szerint.

Spec. hallgató cím a korábbi kijelölések törlésére: 01 11111 = UNL, unlisten, lecímzés.

Beszélő címzés törlése: 00 11111 = UNT.
 

DIO 7 6 5 4...1	Command	Jelentés
0 0 0 ut.kód	addressed:	minden címzett hallgatónak
0 0 1 ut.kód	universal:	minden készüléknek
0 1 . cím	listener address:	hallgató kijelölés
1 0 . cím	talker address:	beszélő kijelölés
1 1 . cím/kód	secondary:	szekunder cím/utasítás

 

Egy tipikus adatátviteli folyamat:

A vezérlő adatátvitelt kezdeményez, ATN=1, EOI=0:
 

ATN	Mnemonik	Jelentés
1	UNL	unlisten:	lecímzés
1	LAD1	listener address1:	hallgató címzés
1	...	...
1	LADn	listener addressN:	hallgató címzés
1	TAD	talker address:	beszélő címzés
0	DAB1	data byte1:	adatbájt, a beszélő küldi
.	...	...
0	DABn	data byteN:	utolsó adatbájt, EOI=1
1	UNL	unlisten:	következő ciklus kezdete

 

Minden berendezés az SRQ vonalon kér(het) megszakítást. A vezérlő azonosíthatja a megszakítást kérőt a berendezések állapotbájtjainak soros lekérdezésével.

Soros lekérdezés: /serial polling, SP/. ATN=1, EOI=0.
 

ATN	Mnemonik	Jelentés
1	UNL	unlisten:	lecímzés
1	SPE	serial poll enable:	soros lekérdezés mód
1	TAD	talker address:	következő beszélő
0	data	status byte:

vissza a beszélő kijelölésre, amíg van hátra berendezés
 

1

SPD

serial poll disable:

soros lekérdezés tiltás

 

A megszakítást kérő azonosítása párhuzamos lekérdezéssel /paralell polling, PP/:

ATN=1, EOI=1, adat: egy berendezés egy adatvonalat hajt meg.
 
 

A vezérlő felprogramoz egy berendezést PP-re:
 

ATN	Mnemonik	Jelentés
1	LAD	listener address:	hallgató címzés
1	PPC	PP configure:	párh. lek. konfig. következik
1	PPE	PP enable:	párh. lek. konfigurálás vonal és aktív szint kijelölés
1	PPD	PP disable:	párh. lek. konf. vége
1	UNL	unlisten:	lecímzés

 

2. IEC berendezések működtetése a BEDSIE program segítségével

Az IEC buszt a PC IEC illesztő kártyája segítségével vezérelhetjük. A kártyát egy rezidens drájver működteti. A BEDSIE.EXE program egy egyszerű interaktív kezelői felület, mely segítségével a rendelkezésre álló funkciókat kipróbálhatjuk. A BEDSIE-vel kipróbált funkcióknak megfelelő függvények egy C könyvtárban rendelkezésre állnak az IEC busz programozott kezeléséhez.

DEVICE=C: \ BEDSIE\SIEC.SYS a CONFIG.SYS-ben: IEC drájver indítás.

C:\BEDSIE\BEDSIE program indítás. Nyilak: függvény választás, Enter: indítás.
 
 

BEDSIE függvények és használatuk:

i_init, boardnumber=0 IEC kártya inícializálás

i_assign_auto IEC berendezések jegyzékbe vétele

i_send 2 -1 VOLTAGE 1,5 0 A tápegység 1. csatorna beállítása 5 V-ra. Készülék parancs szöveg küldése csak a 2 című hallgatónak. -1 a hallgatói címlista vége jel. Az utolsó 0 az adatátviteli mód /nem IT-s/.

i_send 2 -1 STANDBY 1,OFF 0 A csatorna bekapcsolása.

i_send 2 -1 VOLTAGE? 0 A beállított kimeneti feszültségek lekérdezése. A válasz a következő függvénnyel kapható:

i_receive 2 100 0 Adat kiolvasás a 2 című egységből. Max. 100 bájt, 0 adatátviteli módban.

Innentől csak a készülék parancsokat leírva:

CLIMIT 1, 0.2 Áram-határ beállítása az 1. csatornán 0.2 A-ra.

CURRENT 1, 0.1 Névleges áram beállítása az 1. csatornán 0.1 A-ra.

*SRE 2 A tápegység állapotregiszter 2. bitje engedélyezi az ERC regiszterben bekövetkezett esemény jelzését SRQ kéréssel.

ERCE 1 engedélyezi az ERC regiszter legalsó bitjének változását, amit az 1. csatorna névleges áram túllépése okoz.

1. csatorna rövidzárása /csak nyugodtan!/ -> SRQ LED kigyullad.

i_testsrq SRQ vizsgálat

Soros lekérdezés:

i_spoll 2 -1 A válasz a tápegység STB bájtja, benne a 2 értékű bit 1.

A SRQ ok megszüntetése /a zárlat megszüntetése után/:

i_send 2 -1 ERC? 0 és i_receive 2 -1 2 0

Párhuzamos lekérdezés konfigurálás:

i_conf 2 5 1 A 2 című berendezés az 5. adatvonalat 1-be hajtja PP esetén, ha kiszolgálást kér.

i_send 2 -1 *PRE 2 0 A PRE regiszter 2 értékű bitje okozhatja a konfigurált PP bit beállítását.

Párhuzamos lekérdezés:

i_ppoll megadja a PP bájtot, benne az 5. biten a tápegység állapotjelző bitje.
 
 

3. Az IEC busz működésének vizsgálata logikai analizátorral

Az IEC busz jeleit egy PC alapú logikai analizátorral vizsgáljuk. Az analizátor program a 12. gépen indítható: C:\ANAL\FDS.EXE.

Az analizátor paraméterei F1 leütése után állíthatók. A következő táblázat egy kedvező beállítást mutat. A triggert az 1. csatornára kötött DAV 0 szintje váltja ki.

CLOCK INTERNAL
RATE 100 ns
THRESHOLD +1.4 +1.4
TRIGGER INTERNAL
WORD
XXXXXXXX XXXXXX0X
FILTER 100 ns
POSITION =T==========
ENABLE OFF
OUTPUT LOW
CHANNEL NAMES

sorrendben: REN, DAV, RFD, DAC, SRQ, IFC, ATN, EOI

illetve az adatvonalak: DIO 1..8

Mérés indítás F2-re.

100 ns felbontással jól látható egy-egy adatátviteli ciklus.

1 us felbontással egy hosszabb parancssor is az EOI=1-el.
 
 

4. IEC busz vizsgálata IEC busz-analizátorral

 Az analizátor LCD kijelzőjén az IEC buszon lezajlott utasítások mnemonikjai, a cím kijelölések valamint a készülékfüggő parancs-stringek láthatók.

Az analizátor saját HELP-je alapján kezelhető.
 
 

5. Átviteli karakterisztika mérése a SIEMENS mérőrendszer segítségével

A mellékelt TRANSFER program egy átviteli karakterisztika mérésére szolgáló berendezés LabWindows alapú kezelői felületét valósítja meg. A program továbbfejlesztése MS C7-ben történhet.

Transfer.h  Transfer.c
 

6. A mérési feadatok

1. A BEDSIE program segítségével próbálja ki a tápegység, a függvénygenerátor valamint a multiméter különböző parancsait!

Állítson be különböző kimeneti feszültségeket a tápegységen, mérje meg egy-egy csatorna kimeneti feszültségét a multiméter segítségével. Állítson be különböző nagyságú, frekvenciájú és jelalakú kimenőjelet a funkciógenerátoron!

2. Vizsgálja meg a megszakításkérés és a lekérdezés lehetőségeit! A tápegység áramlimit túllépésével megszakításkérést válthat ki. Végezze el a soros és a párhuzamos lekérdezést!

3. A PC alapú logikai analizátor segítségével vegye fel az adatátviteli ciklust vezérlő hand-shake jellegzetes idődiagramját. Vizsgálja meg egy teljes készülékparancs átvitelének menetét. Mi jelzi az utolsó adat átvitelét?

4. Az IEC analizátor segítségével vizsgálja meg, hogy mi történik az IEC buszon egyszerű adatátvitel, soros illetve párhuzamos lekérdezés esetén!

5. C fejlesztési környezetben vizsgálja meg a TRANSFER program működését. Imerkedjen meg a program fejlesztés - javítás lépéseivel!

6. Egészítse ki a programot a tápegység megszakításkérés lekezelésével!

7. Egészítse ki a programot úgy, hogy alkalmas legyen egy hangfrekvenciás erősítő átviteli karakterisztikájának mérésére!
 
 

7. Ellenörző kérdések

1. Mire szolgál az IEC busz?

2. Milyen fő funkciókkal rendelkezhetnek az IEC buszra kapcsolódó berendezések?

3. Mire szolgálnak az IEC busz DIO1..8 vonalai?

4. Mely vonalakon és miért kell huzalozott VAGY kialakítására alkalmas meghajtókat használni?

5. Hogyan van megoldva és miért szükséges a buszvonalak lezárása?

6. Hány hallgató illetve beszélő címezhető meg a rendszerben?

7. Hány hallgató ill. beszélő cím képezhető szekunder utasítás segítségével és hogyan?

7. Hány megszakításkérő lehet a rendszerben? Hogyan történhet azonosítása?

8. Hasonlítsa össze a párhuzamos és a soros lekérdezési módot!

9. Mire szolgál a BEDSIE program?

10. Melyek egy berendezés IEC buszon keresztül történő vezérlésének lépései?
 
 

#define TR 0 // f?panel

#define TR_pbox 0 // alátét doboz

#define TR_fbox 1 // alátét doboz

#define TR_Graph 2 // grafikon

#define TR_VoltageDC 3 // tápfeszültség ablak

#define TR_ClimitDC 5 // áramlimit ablak

#define TR_plusLED 7 // túláram LED

#define TR_minusLED 8 // túláram LED

#define TR_StartFREQ 11 // start frekvencia

#define TR_EndFREQ 12 // vég frekvencia

#define TR_StepNUM 13 // lépésszám

#define TR_VoltageFUN 16 // jel csúcsérték

#define TR_SWEEP 18 // SWEEP indítás

#define TR_StandbyDC 19 // táp. kapcsoló.

#define TR_StandbyFUN 20 // generátor kapcsoló

#define TR_Attenuation 21 // dekadikus osztó

#define TR_EXIT 22 // kilépés

#define TR_COPY 23 // nyomtatás

#define TR_SEND 24 // üzenet küldés

#define TR_REC 25 // üzenet vétel

#define IEC 1 // üzenet panel

#define IEC_TXT 0 // szöveg ablak

#define IEC_ADDR 1 // IEC cím

#define IEC_result 2 // visszaadott érték

#define IEC_error 3 // IEC hibajelzés

#define IEC_MESS 4 // üzenet ablak
 
 
 
 

IEC mér?rendszer DEMO program, TRANSFER.C

#include "transfer.h" /* panel konstansok */

#include <iecmsc.h> /* IEC driver definiciók */

#include "userint.h" /* grafikus felület kezelő LW függvények */

#include "math.h"

#include "string.h"

#include "stdio.h"

/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

#define POWER_ADDR 2 /* tápegység IEC cím */

#define FUNC_ADDR 5 /* funkciógenerátor IEC cím */

#define MULTI_ADDR 3 /* multiméter IEC cím */

#define WAIT 1 /* GetUserEvent vár */

#define NOWAIT 0 /* GetUserEvent nem vár */

/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

int p,mp,pan,ctrl,intx,devaddr,res,powerV,powermA,funVpp,funatten,stepnum;

long startfr,endfr;

char buffer[100]; /* üzenet buffer */

int addrs[2]; /* cím tömb */

/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* Függvények */

/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* delay(0.1) sec!

/*PlotXY (panel, control ID, X array, Y array, numb. of points,

4:double, 4:double, 0:line, 0:empty sq., 1: poin fr.,white:15);*/

/* sscanf(buf,"%f",&data); float data!*/

/*------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* IEC üzenet elküldése a bufferb?l, esetleg összeállítása is */

/*------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

int IECsend(int addr)

{

int len;

SetCtrlVal(mp,IEC_error,0); /* error ablak törlés */

buffer[0]=0; /* üzenet buffer törlés */

SetCtrlVal(mp,IEC_TXT,buffer); /* üzenet ablak törlés */

InstallPopup(mp); /* feltét panel megjelenítés */

if (addr) /* ha érvényes címmel hívták */

{

SetCtrlVal(mp,IEC_ADDR,addr); /* cím kiírás */

SetCtrlVal(mp,IEC_TXT,buffer); /* készülék parancs kiírás */

GetPopupEvent(1,&ctrl); /* SAVE/QUIT megnyomásra vár */

}

else /* ha 0 címmel hívták */

{

GetPopupEvent(1,&ctrl); /* SAVE/QUIT megnyomásra vár */

GetCtrlVal(mp,IEC_ADDR,&addr); /* cím beolvasás */

GetCtrlVal(mp,IEC_TXT,buffer); /* parancs szöveg beolvasás */

};

addrs[0]=addr; /* cím lista töltés */

len=strlen(buffer); /* üzenet hossz */

i_send(addrs,1,buffer,len,0); /* üzenet küldés */

SetCtrlVal(mp,IEC_TXT,"Message has been sent"); /* nyugta szöveg */ SetCtrlVal(mp,IEC_error,i_error); /* IEC drájver hiba üzenet */

buffer[0]=0; /* buffer tölés */

GetPopupEvent(1,&ctrl); /* SAVE/QUIT megnyomásra vár */

RemovePopup(mp); /* feltét panel levétel */

} /* IECsend() */

/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/* IEC üzenet vétel */

/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

int IECreceive(int addr)

{

int len,i;

len=100; /* max. üzenet hossz */

for (i=0; i < len; i++) buffer[i]=0; /* üzenet buffer törlés */

SetCtrlVal(mp,IEC_TXT,buffer); /* üzenet ablak törlés */

SetCtrlVal(mp,IEC_error,0); /* error ablak törlés */

InstallPopup(mp); /* feltét panel felrajzolás */

if (!addr) /* ha 0 címmel hívták */

{

GetPopupEvent(1,&ctrl); /* SAVE/QUIT megnyomásra vár */

GetCtrlVal(mp,IEC_ADDR,&addr); /* cím beolvasás */

};

i_receive(addr,buffer,len,0); /* vétel az 'addr' beszél?t?l */

SetCtrlVal(mp,IEC_TXT,buffer); /* az üzenet kiírása az ablakba */

SetCtrlVal(mp,IEC_error,i_error); /* IEC hibajelzés kiírása */

GetPopupEvent(1,&ctrl); /* SAVE/QUIT megnyomásra vár */

RemovePopup(mp); /* feltét panel törlése */

} /* IECreceive() */

/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

void main()

/*-----------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

{

int res,err,event;

res=i_init(0); /* IEC vezérl? kártya inícializálás */

if (res!=1) {MessagePopup("IEC board initialisation error");};

res=i_assign_auto();

if (i_error==-182) {MessagePopup("IEC bus timeout error");};

addrs[1]=-1;

p = LoadPanel ("TRANSFER.UIR", TR); /* f?panel */

mp = LoadPanel ("TRANSFER.UIR", IEC); /* IEC adás-vétel panel */

SetActiveCtrl(TR_StandbyDC);

DisplayPanel (p);

while (1)

{

GetUserEvent(WAIT,&pan,&ctrl); /* eseményre vár */

/* event=GetUserEvent(NOWAIT,&pan,&ctrl); nem vár */

switch(ctrl)

{

case TR_EXIT: exit(0); break; /* kilépés az EXIT gombbal */

case TR_MESS: IECsend(0); break; /* üzenet küldés a SEND gombbal */

case TR_REC: IECreceive(0); break; /* üzenet vétel a REC gombbal */

case TR_StandbyDC: /* tápegység ON-OFF kapcsoló */

GetCtrlVal(p,TR_StandbyDC,&intx);

if (intx) /* bekapcsolás */

{

GetCtrlVal(p,TR_VoltageDC,&powerV);

GetCtrlVal(p,TR_ClimitDC,&powermA);

sprintf(buffer,"VOLTAGE 3,%i; CURRENT 3,0.%i",powerV,powermA);

IECsend(POWER_ADDR);

sprintf(buffer,"CLIMIT 3,0.%i",powermA+1);

IECsend(POWER_ADDR);

sprintf(buffer,"VOLTAGE 5,%i; CLIMIT 5,0.%i",powerV,powermA);

IECsend(POWER_ADDR);

sprintf(buffer,"CLIMIT 5,0.%i",powermA+1);

IECsend(POWER_ADDR);

sprintf(buffer,"STANDBY 3,OFF; STANDBY 5,OFF");

IECsend(POWER_ADDR);

}

else /* kikapcsolás */

{

sprintf(buffer,"STANDBY 3,ON; STANDBY 5,ON");

IECsend(POWER_ADDR);

};

break;

case TR_StandbyFUN: /* jelgenerátor ON-OFF kapcsoló */

GetCtrlVal(p,TR_StandbyFUN,&intx);

if (intx) /* bekapcsolás */

{

GetCtrlVal(p,TR_VoltageFUN,&funVpp);

GetCtrlVal(p,TR_Attenuation,&funatten);

GetCtrlVal(p,TR_StartFREQ,&startfr);

sprintf(buffer,"AMPLITUDE %i; ATTEN %i; FREQ %i",funVpp,funatten,startfr);

IECsend(FUNC_ADDR);

sprintf(buffer,"STANDBY OFF");

IECsend(FUNC_ADDR);

}

else /* kikapcsolás */

{

sprintf(buffer,"STANDBY ON");

IECsend(FUNC_ADDR);

};

break;

case TR_SWEEP: /* SWEEP nyomógomb */

break;

case TR_COPY:

break; /* hardcopy */

}/*switch*/

}/*while*/

}/*main*/